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1、三相异步电动机及其控制,第三章,第三章 三相异步电动机 及其控制,3.1 三相异步电动机的结构和工作原理3.2 常用低压电器的选择与安装3.3 三相异步电动机的控制, 3.1 三相异步电动机的结构和工作原理,一、电动机的分类,电动机,交流电动机,直流电动机,三相电动机单相电动机,同步电动机异步电动机,他励、并励电动机串励、复励电动机,鼠笼式绕线式,发电机,将机械能转换为电能；将电能转换为机械能。,电动机,电机：实现能量转换或信号转换的电磁装置,（动力电机）,（控制电机）,二、三相异步电动机的结构,三相异步机的结构,转子：在旋转磁场作用 下，产生感应电 动势或电流。,三相定子绕组： 产生旋转磁场
2、,1.定子,转子电路的特点：自行闭合，不外接电力负载。,2.转子,鼠笼转子,铁心：由外周有槽的硅钢片叠成。,(2) 绕线式绕组,同定子绕组一样，也分为三相，并且接成星形。,鼠笼式电动机与绕线式电动机的的比较：,鼠笼式： 结构简单、价格低廉、工作可靠；不能人为改变电动机的机械特性。,绕线式： 结构复杂、价格较贵、维护工作量；转子外加电阻可人为改变电动机的机械特性。,绕线式,鼠笼式,异步电动机的结构,三相笼式异步电动机的部件图,1. 旋转磁场,旋转磁场由三相电流通过三相对称绕组产生。,对称：,三相对称负载,空间对称分布,（1）旋转磁场的产生,三、三相异步电动机的工作原理,U1,V2,W1,V1,W
3、2,异步电动机中，旋转磁场代替了旋转磁极,()电流出,()电流入,U2,三相对称绕组通入三相对称电流就形成旋转磁场,二极旋转磁场, 极对数（p）的概念：,（2）旋转磁场的转速,旋转磁场转速 n0 同步转速如何改变旋转磁场的转速？,以 Y 型接法为例，当每相绕组只有一个线圈时，按右图放入定子槽内，合成的旋转磁场只有一对磁极，则极对数为 1。 即 p = 1,以 Y 型接法为例，将每相绕组都改用两个线圈串联组成。,按下图放入定子槽内。 形成的磁场则是两对磁极。 即 p = 2,三相绕组,四极旋转磁场,三相异步电动机的同步转速,f = 50 Hz 时，不同极对数时的同步转速如下:,同步转速, 为任意
4、值时：,旋转方向：取决于三相电流的相序。,（3）旋转磁场的转向,旋转磁场是沿着：,U1,V1,W1,i1U1， i2V1， i3W1, 与三相绕组中的三相电流的相序：L1 L2 L3 一致，通入超前电流的绕组通入滞后电流的绕组。,旋转磁场是沿着：,U1,W1,V1,i1U1， i2W1， i3V1,任意对调两根电源进线，磁场反转。,2. 转动原理：,（1）电磁转矩的产生, 用右手定则判断转子绕组中感应电流的方向, 用左手定则判断转子绕组受到的电磁力的方向,电磁力电磁转矩 TT 与 n0 同方向。,工作原理示意图,（2）电动机转速n和旋转磁场同步转速n0的关系,（3）转差（率）S 的概念：,异步
5、电动机运行中:,转 差：旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。转差率：转差与n0的比值。 即：,或,旋转方向：取决于三相电流的相序,改变电机的旋转方向：换接其中两相,（4）旋转磁场的旋转方向,方法：和电源相接的任意两相互换，就可实现反转,三相异步电动机的工作原理,对称三相绕组通入对称三相电流,旋转磁场(磁场能量),磁场切割转子绕组,转子绕组中产生 e 和 i,转子绕组在磁场中受到电磁力的作用,转子旋转起来,机械负载旋转起来,三相交流电能,输出机械能量,四、三相异步电动机的铭牌数据,三相异步电动机型 号 Y132S6 功 率 3 kW 频 率 50Hz电 压 380 V 电 流 7.2 A 联 结
6、 Y转 速 960r/min 功率因数 0.76 绝缘等级 B,1.型号 Y132S6,Y系列异步机,机座中心高度,机座长度代号,2p = 6,n0 = 1 000 r/min,2. 额定功率 PN PN = 3 kW,转子轴上输出的机械功率,3. 额定电压 UN UN = 380 V,定子三相绕组应施加的线电压,磁极数,4. 额定电流 IN IN = 7.2A,三相异步电动机型 号 Y132S6功 率 3 kW 频 率 50Hz电 压 380 V 电 流 7.2 A 联 结 Y转 速 960r/min 功率因数 0.76 绝缘等级 B,定子三相绕组的额定线电流,6. 额定转速nN,电机在额定
7、电压、额定负载下运行时的转子转速。,5. 联结方式,通常三相异步电动机3kW以下者，联结成星形，4kW以上者，联结成三角形。,三相异步电动机型 号 Y132S6功 率 3 kW 频 率 50Hz电 压 380 V 电 流 7.2 A 联 结 Y转 速 960r/min 功率因数 0.76 绝缘等级 B,8. 绝缘等级,指电机绝缘材料能够承受的极限温度等级，分为A、E、B、F、H五级，A级最低(105C)，H级最高(180C)。,7. 额定功率因数cosN,额定负载时一般为0.7-0.9，空载时功率因数很低约为0.2-0.3。额定负载时，功率因数最大。实用中应选择合适容量的电机，防止“大马”拉“
8、小车”的现象。,异步电动机产品名称代号,YR系列电机适用于起动重负荷,YR系列,YZ系列为鼠笼转子电动机,1、功率的选择,功率选得过大不经济，功率选得过小电动机容易因过载而损坏。,（1）对于连续运行的电动机，所选功率应等于或略大于生产机械的功率。,（2）对于短时工作的电动机，允许在运行中有短暂的过载，故所选功率可等于或略小于生产机械的功率。,五、三相异步电动机的选择,2、种类和型式的选择,（1） 种类的选择,一般应用场合应尽可能选用鼠笼式电动机。只有在需要调速、不能采用鼠笼式电动机的场合才选用绕线式电动机。,（2） 结构型式的选择,根据工作环境的条件选择不同的结构型式，如开启式、防护式、封闭式电动机。,3、电压和转速的选择,根据电动机的类型、功率以及使用地点的电源电压来决定。,Y系列鼠笼电动机的额定电压只有380V一个等级。大功率电动机才采用3000V和6000V。,
